[发明专利]一种具有双陶瓷衬层的耐磨耐蚀管道或管件及其制备方法

说明书

本发明涉及金属管道或管件表面耐磨防腐保护技术，具体为一种具有双陶瓷衬层的耐磨耐蚀管道或管件及其制备方法。该管道或管件由内至外由耐磨耐蚀衬层和金属层构成，耐磨耐蚀衬层由面层和复合层组成，面层为致密陶瓷层，复合层为泡沫陶瓷层，复合层直接生长在致密陶瓷层的背面。其制备过程如下：制备混合料粉→造粒、配制料浆→模压成片、制备泡沫前驱体→粘合→模具中热固化定型→机加工、粘接成型→热解、烧结→复合得成品。本发明所制备的陶瓷衬层耐磨耐蚀管道或管件，其耐磨寿命可达到衬胶耐磨层的5～10倍，对于酸碱腐蚀、高温冲击均有优良的耐受性，能有效延长管道或管件设备的更换周期，从而降低企业运营成本，减少颗粒污染物的排放。

技术领域

本发明涉及金属管道或管件表面耐磨防腐保护技术，具体为一种具有双陶瓷衬层的耐磨耐蚀管道或管件及其制备方法，利用具有双陶瓷层、双连续相的致密陶瓷层-泡沫陶瓷层/高分子复合材料对金属管道或管件表面进行耐磨耐蚀改性。

背景技术

金属管道或管件是现代工业应用最为广泛的结构件，在使用过程中，管道或管件常常承受介质颗粒的冲蚀磨损和腐蚀作用，如：在火力发电厂、矿山和石油化工企业的用于传输泥浆、粉尘物料、腐蚀性气体、液体的金属管道或管件以及阀门、泵体等附属设备。磨损和腐蚀是降低材料寿命、增加生产成本的两个重要因素，我国每年由于磨损和腐蚀造成的直接损失约占全国国民生产总值的2％～4％左右。

例如，在火力发电厂中，为了降低二氧化硫的排放，需要对煤炭燃烧过程中产生的烟气进行脱硫处理。在脱硫处理过程中，用于传输石灰石料浆的管道或管件存在着严重磨损现象，直管使用寿命大约是一年左右，弯头使用寿命仅仅两个月。以一台800MW的火力发电机组为例，一年需要更换的脱硫管道或管件为500m左右、数十个弯头和三通，大约花费100万元，如果考虑到人员费用和更换过程对生产造成的影响，所需费用会更高。因此，提高金属材料的耐磨防腐性能是降低生产成本避免安全隐患的主要途径。

目前，国内现有的金属耐磨管主要有：陶瓷内衬管、橡胶内衬管、高铬铸钢管(铁)管、铸石钢管等。在实际应用过程中，工况条件较为恶劣，传输介质往往同时存在固态颗粒、液体并呈现一定的酸性或碱性。因此，冲刷、磨损、腐蚀会同时作用于工件表面，使现有的耐磨管道或管件普遍存在磨损快、寿命短的问题，缩短了更换周期，相应地提高了企业运行成本。

在此背景下，研发新的耐磨防腐技术，可促进我国电力、矿山、石油、化工、冶金、建筑等基础产业的技术进步，产生重大的经济和社会效益。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有双陶瓷衬层的耐磨耐蚀管道或管件及其制备方法，用于解决现有技术中输运管道或管件系统可靠性低、使用寿命短等问题，减少火力发电等企业的污染物排放。

本发明的技术方案是：

一种具有双陶瓷衬层的耐磨耐蚀管道或管件，该管道或管件由内至外由耐磨耐蚀衬层和金属层构成，耐磨耐蚀衬层由面层和复合层组成，面层和复合层紧密结合在一起，构成一个整体；面层为致密陶瓷层，复合层为泡沫陶瓷层，复合层直接生长在致密陶瓷层的背面，复合层与金属管道或管件接触。

所述的具有双陶瓷衬层的耐磨耐蚀管道或管件，耐磨耐蚀衬层提供抗流体磨蚀功能，金属层提供支撑作用，金属层防止意外冲击对管道或管件带来损害；金属层包括连接法兰，耐磨耐蚀管道或管件通过金属层连接。

所述的具有双陶瓷衬层的耐磨耐蚀管道或管件，致密陶瓷层厚度在0.5mm～20mm之间，泡沫陶瓷层厚度在大于0至20mm之间，金属层的厚度在0.5mm～10mm之间；致密陶瓷层直接与管道或管件输运的流体、腐蚀或磨蚀介质接触，致密陶瓷层的孔隙率在5％以下；泡沫陶瓷层的孔隙率在30％～90％之间，泡沫陶瓷层的孔径大小在0.1mm～7mm之间。

所述的具有双陶瓷衬层的耐磨耐蚀管道或管件，耐磨耐蚀管道或管件包括等径、变径的大小头、三通或弯头输运管件。